Java——Link接口(ArrayList,LinkList)和Set接口(HashSet)
List接口
List接口是Collection接口的子接口,List接口中的抽象方法,有一部分方法和他的父接口Collection是一样,List接口的自己特有的方法, 带有索引的功能。
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它是一个元素存取有序的集合。例如,存元素的顺序是11、22、33。那么集合中,元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的)。
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它是一个带有索引的集合,通过索引就可以精确的操作集合中的元素(与数组的索引是一个道理)。
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集合中可以有重复的元素,通过元素的equals方法,来比较是否为重复的元素。
List接口的常用子类有:
- ArrayList集合:数据存储的结构是数组结构。元素增删慢,查找快,由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据,所以ArrayList是最常用的集合。
- LinkedList集合:数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。
List集合存储数据的结构
List接口下有很多个集合,它们存储元素所采用的结构方式是不同的,这样就导致了这些集合有它们各自的特点,供给我们在不同的环境下进行使用。数据存储的常用结构有:堆栈、队列、数组、链表。
堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
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先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。
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栈的入口、出口的都是栈的顶端位置
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压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
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弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
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先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。
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队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。
数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
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查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素
- 增删元素慢
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指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。如下图
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指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。如下图
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链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
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多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。
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查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
- 增删元素快:
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增加元素:操作如左图,只需要修改连接下个元素的地址即可。
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删除元素:操作如右图,只需要修改连接下个元素的地址即可。
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一、类ArrayList的集合
1、添加元素到指定索引上
/*
* add(int index, E)
* 将元素插入到列表的指定索引上
* 带有索引的操作,防止越界问题 java.lang.IndexOutOfBoundsException
*/
public static void function(){
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc1");
list.add("abc2");
list.add("abc3");
list.add("abc4");
System.out.println(list);
list.add(1, "x5456");
System.out.println(list);
}
2、移除指定索引上的元素
/* * E remove(int index) * 移除指定索引上的元素 * 返回被删除之前的元素 */ public static void function_1(){ List<Double> list = new ArrayList<Double>(); list.add(1.1); list.add(1.2); list.add(1.3); list.add(1.4); list.remove(1.1); // 移除指定元素,没有返回值 Double d = list.remove(0); // 移除指定索引的值,有返回值(就是被移除的那个值) System.out.println(d); System.out.println(list); }
3、替换指定索引上的值
public static void function_2(){
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
Integer i = list.set(0, 5); //将0索引的值替换成5,返回值为之前的值
System.out.println(i);
System.out.println(list);
}
4、在迭代过程中不能增加集合中的元素
import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; /* * 迭代器的并发修改异常 java.util.ConcurrentModificationException * 就是在遍历的过程中,使用了集合方法修改了集合的长度,不允许的 */ public class ListDemo1 { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("abc1"); list.add("abc2"); list.add("abc3"); list.add("abc4"); //对集合使用迭代器进行获取,获取时候判断集合中是否存在 "abc3"对象 //如果有,添加一个元素 "ABC3" Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); //对获取出的元素s,进行判断,是不是有"abc3" if(s.equals("abc3")){ // 字符串不是基本数据类型,所以不能用==来判断 list.add("ABC3"); } System.out.println(s); } } }
二、类LinkedList的集合
自身特点: 由链表底层实现,查询慢,增删快;因为是子类的特有功能,不能多态调用
1、添加元素到链表的开头和结尾
/* * addFirst(E) 添加到链表的开头 * addLast(E) 添加到链表的结尾 */ public static void function(){ LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); link.addLast("xinge"); link.add("abc"); link.add("bcd"); link.addFirst("x5456"); System.out.println(link); }
2、获取开头和结尾的值
/*
* E getFirst() 获取链表的开头
* E getLast() 获取链表的结尾
*/
public static void function_2(){
LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
link.add("1");
link.add("2");
link.add("3");
link.add("4");
if(!link.isEmpty()){ // 判断链表集合是否为空,等同于link.size()!=0
String first = link.getFirst();
String last = link.getLast();
System.out.println(first);
System.out.println(last);
}
}
3、移除开头和结尾的值
/*
* E removeFirst() 移除并返回链表的开头
* E removeLast() 移除并返回链表的结尾
*/
public static void function_3(){
LinkedList<String> link = new LinkedList<String>();
link.add("1");
link.add("2");
link.add("3");
link.add("4");
String first = link.removeFirst();
String last = link.removeLast();
System.out.println(first);
System.out.println(last);
System.out.println(link.pop()); // 弹出集合栈顶的元素
}
Set接口
Collection中可以存放重复元素,也可以不存放重复元素,那么我们知道List中是可以存放重复元素的。那么不重复元素给哪里存放呢?那就是Set接口,它里面的集合,所存储的元素就是不重复的。
一、HashSet
HashSet集合,采用哈希表结构存储数据,保证元素唯一性的方式依赖于:hashCode()与equals()方法,存储和取出都比较快,线程不安全,运行速度快。
什么是哈希表?
哈希表底层使用的也是数组机制,数组中也存放对象,而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊,当需要把这些对象给数组中存放时,那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法,计算出这个对象在数组中的位置,然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组,即就是哈希表。
当向哈希表中存放元素时,需要根据元素的特有数据结合相应的算法,这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类,所以任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时,会调用对象的hashCode方法,算出对象在表中的存放位置,这里需要注意,如果两个对象hashCode方法算出结果一样,这样现象称为哈希冲突,这时会调用对象的equals方法,比较这两个对象是不是同一个对象,如果equals方法返回的是true,那么就不会把第二个对象存放在哈希表中,如果返回的是false,就会把这个值存放在哈希表中。
总结:保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。
示例:将Person对象中的姓名,年龄,相同数据,看作同一个对象
import java.util.HashSet; import cn.itcast.demo3.Person; /* * HashSet集合的自身特点: * 底层数据结构,哈希表 * 存储,取出都比较快 * 线程不安全,运行速度快 */ public class HashSetDemo1 { public static void main(String[] args) { //判断对象是否重复,依赖对象自己的方法 hashCode,equals HashSet<Person> setPerson = new HashSet<Person>(); setPerson.add(new Person("a",11)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("c",25)); setPerson.add(new Person("d",19)); setPerson.add(new Person("e",17)); System.out.println(setPerson); } }
Person.java
需要达到要求,就需要重写Person类的HashCode和equals方法
public class Person { private String name; private int age; /* * 没有做重写父类,每次运行结果都是不同整数 * 如果子类重写父类的方法,哈希值,自定义的 * 存储到HashSet集合的依据 */ public int hashCode(){ return name.hashCode()+age*55; } //方法equals重写父类,保证和父类相同 //public boolean equals(Object obj){} public boolean equals(Object obj){ if(this == obj) return true; if(obj == null) return false; if(obj instanceof Person){ Person p = (Person)obj; return name.equals(p.name) && age==p.age; } return false; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public Person(){} public String toString(){ return name+".."+age; } }
二、LinkedHashSet
HashSet存储的是无序的,LinkedHashSet其中存储的是有序的
public class LinkedHashSetDemo { public static void main(String[] args) { Set<String> set = new LinkedHashSet<String>(); set.add("bbb"); set.add("aaa"); set.add("abc"); set.add("bbc"); Iterator it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } } }
判断集合中元素唯一
ArrayList
ArrayList的contains方法会使用调用方法时,传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较,从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时,当ArrayList存放自定义类型时,由于自定义类型在未重写equals方法前,判断是否重复的依据是地址值,所以如果想根据内容判断是否为重复元素,需要重写元素的equals方法。
HashSet
Set集合不能存放重复元素,其添加方法在添加时会判断是否有重复元素,有重复不添加,没重复则添加。
HashSet集合由于是无序的,其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则如下:
先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值
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如果不同,说明是不同元素,添加到集合。
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如果相同,再判断equals比较结果。返回true则相同元素;返回false则不同元素,添加到集合。
所以,使用HashSet存储自定义类型,如果没有重写该类的hashCode与equals方法,则判断重复时,使用的是地址值,如果想通过内容比较元素是否相同,需要重写该元素类的hashcode与equals方法。